水中无机污染物的迁移转化.ppt

第三章水中无机污染物的迁移转化
无机污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程,最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造成永久性的潜在危害。
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(一) 颗粒物与水之间的迁移
水中颗粒物
矿物微粒和粘土矿物
天然水中常见矿物微粒为石英、长石、云母及粘土矿物等硅酸盐矿物。
粘土矿物是由其他矿物经化学风化作用而生成,主要为铝或镁的硅酸盐。
金属水合氧化物
腐殖质
腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。
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富里酸的结构式
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(一) 颗粒物与水之间的迁移
水体悬浮沉积物
悬浮沉积物是以矿物微粒,特别是粘土矿物为核心骨架,有机物和金属水合氧化物结合在矿物微粒表面上,成为各微粒间的粘附架桥物质,把若干微粒组合成絮状聚集体(聚集体在水体中的悬浮颗粒粒度一般在数十微米以下),经絮凝成为较粗颗粒而沉积到水体底部。
其他
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(一) 颗粒物与水之间的迁移
水环境中颗粒物的吸附作用
表面吸附、离子交换吸附和专属吸附
由于胶体具有巨大的比表面和表面能,因此固液界面存在表面吸附作用,胶体表面积愈大,所产生的表面吸附能也愈大,胶体的吸附作用也就愈强,属于一种物理吸附。
由于环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子,在吸附过程中,胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其他阳离子,因此把这种吸附称为离子交换吸附,属于物理化学吸附。
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(一) 颗粒物与水之间的迁移
专属吸附是指吸附过程中,除了化学键的作用外,尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。
专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号,而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。
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(一) 颗粒物与水之间的迁移
吸附等温线和等温式
水体中颗粒物对溶质的吸附是一个动态平衡过程。
在固定的温度条件下,当吸附达到平衡时,颗粒物表面上的吸附量(G)与溶液中溶质平衡浓度(c)之间的关系,可用吸附等温线来表达。
水体中常见的吸附等温线有三类,即Henry型、Freundlich型、Langmuir型。
Henry型等温线直线型,等温式: G = k c
Freundlich型等温式: G = k c 1/n
Langmuir型等温式: G = G0 c/(A + c)
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(一) 颗粒物与水之间的迁移
沉积物中重金属的释放
诱发释放因素
盐浓度升高
氧化还原条件的变化
降低pH值
增加水中配合剂的含量
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(二) 水中颗粒物的聚集
胶体颗粒的聚集亦可称为凝聚或絮凝。
把由电介质促成的聚集称为凝聚,而由聚合物促成的聚集称为絮凝。
颗粒聚集方式
(1)压缩双电层凝聚
(2)专属吸附凝聚
(3)胶体相互凝聚
(4)“边对面”絮凝
(5)第二极小值絮凝
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(二) 水中颗粒物的聚集
(6)聚合物粘结架桥絮凝
(7)无机高分子的絮凝
(8)絮团卷扫絮凝
(9)颗粒层吸附絮凝
(10)生物絮凝
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